全 文 ：第0 2卷 第3 期
1 8 9 9年5 月
海 洋 与 湖 沼
OE CA NOL O G IA E T L IM NL O O G IA S IN ICA
Vol
.
20
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3
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1 9 8 9
角叉菜卡拉胶的研究
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. 雌配子体与四分抱子体角叉菜卡拉胶的季节变化木
李智恩 刘万庆 郭玉彩 史 燥 史升耀
(币国科学院海洋研究所 , 青岛 )
提要 本文研究了雌配子体和四分抱子体两种世代角叉菜卡拉胶的季节变化 。 不论雌
配子体还是四分抱子体角叉菜 , 其卡拉胶的产率都是夏 、 秋季高 , 冬季低 。 四分抱子体卡拉胶
不凝固 ,雌配子体卡拉胶的凝胶强度是 7和 12 两月的较高 , 其凝固点没有季节性变化 。 四分
抱子体卡拉胶的粘度在秋 、 冬季较高 , 雌配子体的粘度无季节变化 。 雌配子体和四分抱子体卡
拉胶的 3 , 6 一 A G 含量都是夏 、 秋季较高 ,冬季较低 。 硫酸基含量都是秋季的稍高 。
上述结果证明 ,世代是决定角叉菜卡拉胶的物理性质和化学组成最主要的因素 , 当世代相
同时 ,季节对所含卡拉胶的产率 、 物理性质和化学组成也有不同程度的影响 。
皱波角叉菜 ( C h 。 , d ; 。 , ` ; is p “ : ) 是制造卡拉胶的重要原料 , 多年来对它所含卡拉
胶的数量 、 化学组成 、 结构及物理性质研究得相当多 。 由于从这一海藻提取出的卡拉胶的
性质差别很大 , 有的凝固性好粘度低 ,有的粘度很高而又不能凝固 ; 有的含 : 一卡拉胶多 ,
又有的含 卜卡拉胶多 , 因此引起一些学者的注意并研究其原因 。 如 B ut ler 3[] , lB a 。 k 等 L习
和 N e is h 等助的研究认为 , 季节 、地区和环境等是造成这些变异的主要因素 。 但这些解
释未能令人十分满意 。 1 9 7 3 年 C h e n 等 〔` l和 M e C a n d l e s s 等 [, 0J取得一大突破 , 证明皱波
角叉菜和星芒杉藻 ( G . st o l la at ) 所含卡拉胶的性质和类型与季节和地区无关 , 而主要
与世代有关 。 这些海藻的配子体主要含 二一卡拉胶 , 而其四 分抱子体主要含干卡拉胶 。 一
份样品中如果配子体占多数 ,所得的卡拉胶以 二一型为主 , 凝固性便好 ;如果样品中四分抱
子体占多数 ,所得卡拉胶便以 卜型为主 ,凝固性便差 ,粘度便高 。 其后 , w a l a n d 〔“ , 在研
究四种银杏藻和两种杉藻属海藻时 , 进一步证明了这一现象 。 至此 , 解决了一个长期没
搞清的问题 。 但 iP o km er el 3] 在研究四种杉藻属海藻的变化情况时发现 , 其中的三种与
C h e n 和 M e C a n d l e s s 等的结果一致 , 有世代的差异 , 而暗紫杉藻 ( G . a t r o p o r p u r e s ) 则
不同 , 不论其配子体还是四分抱子体都以 卜卡拉胶为主 , 没有世代差异 。 这表明并非所
有含有卡拉胶的海藻都有世代差异 , 因此进一步搞清哪些海藻有世代差异 , 哪些海藻无世
代差异的工作便相继开展 l[, ,一 , ,` 5 , 。 解决了世代是决定海藻所含卡拉胶的类型和性质的主
要因素之后 , 新问题随之出现 , 有世代差异的海藻有无季节变化 ? 其变化情况又如何? 在
这方面进行研究的还很少 , 只有 M e C a n d l e s s 等〔“ ,和 D a w e s 等〔, l做了点工作 。 本文比较
系统的研究了青岛地区生长的角叉菜 ( C h口 , d ; : : 口 ` 。 1 。 ` “ : ) 的雌配子体和四分 抱 子 体
* 中国科学院海洋研究所调查研究报告第 1 34 6 号 。
收稿日期: 19 8 8 年 8 月 2 6 日。
3 期 李智恩等 : 角叉菜卡拉胶的研究 1 . 雌配子体与四分抱子体角叉菜卡拉胶的季节变化 239
所含卡拉胶的数量 、 物理性质和化学组成的季节变化 。
角叉菜 ( C h o , d r u s o c e zz。 ` “ s ) :
实验材料和方法
19 8 2年 7 月至 19 8 3年 3 月于青岛贵州路沿海采集
(其中缺 1 9 8 3年 2 月的 ) , 采后立即挑选 ,洗净 , 然后晒千 。
卡拉胶的提取和测定方法同文献 [ 1 ]。
二 、 结 果
本文测定了自 1 9 8 2 年 7 月至 19 8 3 年 3 月共 8 个 月份角叉菜的雌配子体和四分抱子
体的卡拉胶产率及所得卡拉胶的物理性 质和化学组成 。 结果见图 1一 6 。
. . . . . . . . . . . . . . . .
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19 8 2年
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图 1
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① , 四分抱子体 ;
卡拉胶的产率
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罕, 雌配子体 。 (图 2 一 6:同 )
下 ’ 一感 9 10 x l 12 1 2 3 ( 月 )
19 8 2年 一 19 8 3年
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图 2
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卡拉胶的凝胶强度
g e l s t r e n g t h o f e a r r a g e e n a n
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图 3 卡拉胶的凝固点
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图 4 卡拉胶的粘度
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图 5 卡拉胶的 3 , 6一 A G 含量
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3 ( 月 )
图 6 卡拉胶的 5 0 ; 含量
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一 e o n t e n t o f c a r r a g e e n a n
(图中 5 10 ` 应为 5 0 一)
1
. 卡拉胶产率
角叉菜雌配子体的卡拉胶产率自 4 , . 5多到 59 . 9外 , 平均为 5 3 .4 多 (见图 l ) 。 四分抱
子体的产率为 54 . 0一 61 . 5多 , 平均为 58 . 7外。 四分抱子体的产率都比同一时期的雌配子
体的高 , 平均高 5 . 3并。 产率的季节变化不论雌配子体还是四分抱子体都是夏 、 秋季 ( 7一
10 月 )高 , 冬季低 , 表明世代相同而采集的季节不同时 , 产率有季节性变化 。 M c C an d l e s s
等 l[ 0J 分析的加拿大皱波角叉菜的卡拉胶产率为 50 . 2一 6 5 .斗外。 本文的结果与他们的基本
相同 。
期 李智恩等: 角叉菜卡拉胶的研究 H .雌配子体与四分抱子体角叉菜卡拉胶的季节变化 2 4 1
2
.凝胶强度
由四分抱子体提取出的卡拉胶都不凝固 。 雌配子体的卡拉胶都凝固 , 7 月和 12 月采
的样品凝胶强度高 , 为 1钧 g /。 m , 左右 (见图 2 ) ; 10 月和 3 月采的最低 , 为 50 9 / 。时 左右 ,
平均凝胶强度为 90 9 /。 m Z。 前文测的 19 80 年 10 月和 198 1 年 10 月雌配子体卡拉胶的凝
胶强度分别为 10 3 9 / e m , 和 1 7 3 9 / e m , 〔` , , 比本次 ( 1 9 8 2 年 10 月 )的样品高 , 这可能是生物
本 身的个体差异造成的 。 然而可以确定的是 10 月的凝胶强度不是一年中的最低点 。
3
. 凝固点
角叉菜雌配子体卡拉胶的凝固点都在 3 ℃ 附近 (见图 3 ) , 差别很小 , 无季节性变化 。
四分抱子体的卡拉胶都不凝固 ,测不出凝 .固点 。
.4 粘度
四分抱子体卡拉胶的粘度为 7 8 . 4一 2 2 7 . 5 ( 1 0一 ` p a · s ) , 平均为 l 斗多. 2 ( 10一 , P a · s ) (见
图 4 ) 。 雌配子体卡拉胶的粘度比四分抱子体的低很多 , 为 8 . 3一 17 . 9 ( 1 0一 3P a · s ) , 平均为
1
.
9 ( 1 0
一 3
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)
, 这一粘度和琼胶的粘度相似 。 四分抱子体卡拉胶的粘度在秋 、 冬季 ( 9一
1月) 较高 ,而雌配子体卡拉胶的粘度变化很小 ,季节变化不明显 。
5
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一内醚 一半乳糖 ( 3 , 6一 A G ) 含量
雌配子体卡拉胶的 3 , 6 一 A G 含量为 26 . 19 一 30 . 53 多 , 四分抱子体的为 2 . 04 一 8 . 48 多 ,
比雌配子体的低很多 。 不论是雌配子体还是四分抱子体卡拉胶 ,其 3 , 6一 A G 含量都是夏 、
秋季 ( 7一 1 月 )稍高点 , 冬季 ( 12 一 3 月 )稍低点 ,但差别不大 (见图 5 ) 。
6
. 硫酸基含量
硫酸基的含量及其联结的位置对卡拉胶的性质影响很大 。 角叉菜雌配子体卡拉胶的
硫酸基含量为 19 . 37 一 2 . 80 多 , 平均为 21 . 23 多 ; 四分抱子体的为 28 . 20 一 32 . 8 多 , 平均
为 30 . 02 多 (见图 6 ) 。 四分抱子体的硫酸基含量明显比雌配子体的高 。 秋季两种世代卡
拉胶的硫酸基含量比其他季节稍高 。
三 、 讨 论
最早研究角叉菜属海藻季节变化的是 B ut le r , 1 9 3 6 年他报告了皱波角叉菜藻体本身
及提取物 中的碳水化合物 (主要是卡拉胶 ) 、 灰分和氮的季节变化 , 以及提取物中的灰分和
硫酸基的季节变化 , 发现藻体和提取物中碳水化合物的含量在 5一 10 月较高 。 lB a o k 测的
皱波角叉菜的卡拉胶产率是夏季高 。 本文研究的角叉菜的卡拉胶产率是 7一 10 月高 , 与
他们的结果近似 。 青岛地区生长的角叉菜卡拉胶产率平均在 50 多 以上 , 比沙菜的高 , 是
良好的制造卡拉胶的原料 。 雌配子体角叉菜卡拉胶的凝胶强度平均为 90 9 /。耐 , 不如沙
菜卡拉胶的高 。 沙菜卡拉胶在同样条件下 ( 1多 卡拉胶加 0 . 2多K CI ) 的凝胶强度为 2 5 , g /
c m
Z。 四分抱子体角叉菜卡拉胶的粘度平均为 14 5 . 2 ( 10一 3P。 · s ) , 雌配子体的平均粘 度
为 H . 9 ( 10一 3 P a · s ) 。 S an t o s 等 “ 4] 曾分析了一种角叉菜属海藻四分抱子体的卡拉胶 , 其粘
度为 1 1 70 0 ( 1 0一平 a · s ) , 雌配子体的为 1 7 7 ( 1 -0 3P a · s ) , 虽然他们测定时 用 的 浓 度是
1
.
5多 , 比本文的浓度 ( 1 . 0多 )大 , 但即便我们也用 1 . ,多 的浓度测 ,也达不到他们那样高的
结果 。
不 同世代的角叉菜除在卡拉胶的产率上有较明显的季节变化外 , 在所测卡拉胶的物
4 2 2 海 洋 与 湖 沼20 卷
理性和化学组成上缺乏很明显的季节变化趋势 。 青岛地区生长的这种角叉菜不论四分抱
子体还是雌配子体 ,卡拉胶产率都是夏 、 秋季的高 。 夏季藻体较小 ,而秋季藻体长大 , 此外
秋季天气也好 , 便于采集和晒干 , 因此 , 当大规模养殖时 ,在秋季进行采收是比较适宜的 。
上述结果证明 ,世代是决定角叉菜卡拉胶的物理性质和化学组成最主要的因素 , 当世
代相同时 , 季节对其卡拉胶的产率和所含卡拉胶的物理性质和化学组成也有不同程度的
影响 。
参 考 文
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史升耀 、李智恩 、刘万庆 , 19 8 6。 角叉菜卡拉胶的研究 I 不同世代的产率与性质。 海洋与湖沼 1 7 ( 2 ) : 13 仆 -
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3 期 李智恩等 :角叉菜卡拉胶的研究. I雌配子体与四分抱子体角叉菜卡拉胶的季节变化2 3 4
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3
.
T h e e a r r a g e e n a n s d
e r i v e d f r o m t e t r a s P o r i e P l a n t s s h o w e d t h e m a r k e d s e a s o n a l v a r i a t i o n
i n v i s e os i t y
,
w h i e h a p P e a r e d t o b e h i g h i n a u tu m n a n d w i n t e r
.
B u t n o s e a s o n a l v a r i a t i o n w a s
。 b s e r v e d t o t h os e d e r i v e d f r o m e y s t o e a r Pi e P l a n t s
.
4
·
F o r t h e c a r r a g e e n a n o b t a i n e d f r o m c y s t o e a r p i e a n d t
e t r a s p o r i e p l a n t s
, t h e c o n t e n t s o f
3
,
6
一
A G w e r e s l i g h t l y h i g h e r i n s u m m e r a n d a u t u m n
, a n d t h e s u l f a t e e o n t e n t s w e r e s l i g h t ly h i
-
g h e r i n a n t u m n
.
T h e r e s u l t s o b t a i n e d s h o w t h a t th e p r o p e r t ie s o f e a r r a g e e n a n e x t r a e t e d f r o m C
.
o c e l l a i u :
m a i n l y d e Pe n d o n t h e l i f e s t a g e o f th e P l a n t
, a n d i f t h e li f e s t a g e s a r e t h e s a m e
, t .h e s e a s o n f o
r
c o l l e c ti o n 15 a l s o a f a c t o r a f f e e t i n g i n c e
r t a i n d e g r e e th e y i e l d a n d P r o p e r t i e s of e a r
r a g o e n a n
.
* C o n t r ib u t i o n N o
.
13呼6 f r o m t h e In s r i r u t e o f O c o a n o l o g y , A e a d e而 a S in i e a 、